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IPv6與IPv4混合環境話音業務綜合技術

2019-11-03 09:11:11
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來源：轉載
供稿：網友
王利存 馬鈺璐 羅忠生 孫枕戈
　　在向新一代網絡演進的過程中，不僅網絡層技術要從ipv4向IPv6過渡，網絡業務和應用也在向著融合的趨勢發展。一方面對新業務的需求在不斷增加，但話音業務仍然是運營商的主要收入來源。話音業務主要包括傳統的電話網絡業務和IP網絡電話業務。IP電話具有很多優勢，如單個網絡可以同時支持數據和話音業務、應用集成、有效的網絡利用和新業務等。話音業務發展的趨勢是將要用IP電話替代傳統的電路交換技術。在這種基于IP的網絡完全實現之前，IP電話網絡必須要與電路交換網絡共存很長一段時間。而在IPv6與IPv4的混合網絡中，問題會更加復雜。如何實現分別連接在IPv4和IPv6網絡之上的傳統電話業務之間及其與IP電話業務的互通與綜合對未來網絡的發展是非常重要的。

IP電話與軟交換

　　在向未來IP網絡演進的過程中，如何融合傳統電信業務和互聯網業務是非常重要的。就目前的技術來看，軟交換比較適合于網絡業務從今天分離的體系結構向未來完全集成開放體系結構的演進要求。電話網絡和互聯網的業務節點可以獨立發展，其間通過軟交換等協調設備實現互聯互通。這類協調設備不僅交換話音、數據和其他業務，而且完成七號信令與IP的轉換，解決兩個網話音業務的融合和轉移問題。軟交換可以提供實時業務的呼叫和連接控制、帶寬管理、信令互操作等。它支持H.323、H.248、SIP和媒體網關控制協議（MGCP）等協議。由于具有開放的體系結構、標準結構和開放的應用編程接口，軟交換不同于傳統的交換，特別是其上面的應用層和媒體控制層已經與媒體層硬件分離并納入開放的標準的計算環境，大大加速了業務和新應用的開發、生成和部署。軟交換不但負責所在管理域中網關的選擇與控制，而且與相鄰域中的軟交換通過BICC或SIP－T交換網關信息，實現不同域間的業務互通。軟交換相關的協議主要是應用層的。在網絡層協議由IPv4向IPv6過渡過程中，軟交換的功能也需要加強以滿足混合協議環境的要求。

IPv6與IPv4混合環境下的軟交換

　　在IPv4與IPv6混合的網絡中，主要有兩種基于軟交換的業務綜合方法，即集成模式和疊加模式。

集成模式

　　在集成模式中，IPv4域和IPv6域間的軟交換設備需要同時支持IPv4和IPv6網絡層協議。軟交換設備位于IPv4與IPv6網絡的相鄰邊界，對于兩種網絡是公共的，它要同時管理兩個域的電話信令信息。這種模式優勢在于管理方便，具有統一的業務開發和控制平臺。但就IPv6與IPv4融合的角度，其體系結構相對封閉，業務提供不靈活，用戶化的新業務開發困難，在網絡層互通方面受制于軟交換設備制造商。IP4和IPv6軟交換節點集成在一起，使網絡發展受制。因此缺乏長遠的生命力。

疊加模式

　　另一種可選的方式是疊加模式。每個網絡具有其各自的軟交換和業務與應用平臺。IPv4網絡和IPv6網絡可以獨自開發其增值業務和應用。軟交換設備只需要支持一種網絡層協議。不過，由于軟交換機須互通以交換各自所管理網絡中的網關分布和狀態信息，這可以通過IPv6與IPv4網絡結合處的常規雙棧路由器或地址翻譯器來實現。利用網絡層的IPv6與IPv4互通技術，為應用層的信令協議建立通道。這種模型比集成模型更靈活，但比集成模型略微復雜一些。

　　在一些情況下，可以同時混合使用這兩種方式。屬于同一運營商的IPv4網絡和IPv6網絡中可以采用集成模式來整合與管理。而另一方面，IPv4網絡和IPv6網絡分別屬于不同運營商的情況下可以采用疊加模型來管理。采用何種模型需要根據具體網絡現狀和業務預測以及經濟比較進行詳細分析后才能決定。無論采用哪一種策略，其業務的融合都不會受限于基礎網的傳送結構而迅速發展。

混合環境下的VoMPLS技術

VoMPLS的實現機制

　　MPLS技術的主要優勢在于其對多協議的支持、快速數據轉發以及流量工程能力等。在MPLS標記交換路徑（LSP）上，數據的轉發是不需要對IP頭進行分析的。一旦在網關間建立了端到端的LSP，就可以在其上進行電話信令過程和話音數據轉發，而不必關心網絡層協議采用的是IPv4還是IPv6。

　　由于話音業務是直接在MPLSLSP上發送的，轉發過程中不需要IP的參與，因此VoMPLS能夠很好地適應IPv4與IPv6的混合網絡環境。在MPLS轉發等價類的劃分不僅僅根據IP地址，還可以依據網關所支持的協議（如SIP或H.323）或者用戶號碼空間。并能根據這些FEC分類來實現話音流量工程，將話音在特定的快速通道上傳送，而不必是最短路徑。這對于改善話音業務的服務質量是非常有幫助的。不過，要在MPLS網絡中完全實現話音業務，也不能完全離開IP，這是因為標記是基于路由協議獲得的網絡知識來建立的。

IPv4與IPv6混合網絡中的電話路由

　　目前，能夠進行域間IP電話路由的協議是TRIP。TRIP提供的功能主要有建立和維護提供商之間的對等關系、在提供商之間交換和同步電話網關路由信息、向其它提供商傳播網關路由信息、定義描述電話網關路由的語法和語義等。電話目標的可達性和達到這些目標的路由與網關等信息是通過位置服務器來交換的。TRIP是一種域間網關定位和路由協議，并根據路徑或網關特征來選擇路由。

　　在IPv4與IPv6混合的網絡環境下，不同域中的網關位置信息可以通過TRIP來交換。TRIP支持IPv4和IPv6協議，不必再向BGP那樣進行多協議擴展。當IPv4網絡中的話音終端要呼叫到IPv6網絡中的話音業務終端時，需要利用TRIP選擇恰當的網關和中間信令服務器。類似于BGP的多協議擴展在IPv4向IPv6過渡中的應用，TRIP可以用于多個域間的電話路由信息交換，并為呼叫選擇恰當的中間或目標網關。TRIP也可以用于軟交換，增加軟交換自動交換網關信息和選擇網關的能力，提高軟交換網絡的靈活性和可擴展性。

　　互聯網技術的發展使得IP電話業務迅速增長，而傳統電話業務仍然是運營商收入的重要來源。如何實現傳統電話業務與互聯網業務的融合越來越引起了產業界的重視。另一方面，互聯網的蓬勃發展使得IP地址匱乏的問題越來越明顯。由于IPv6在地址空間上的優勢，它將成為未來互聯網的網絡層核心協議。在IPv4向IPv6過渡的相當長一段時期內，如何實現話音業務的綜合將是設備制造商、網絡運營商和服務提供商不得不面對的問題。在IPv4向IPv6的過渡過程中，重要的是在不影響現有業務的前提下，最終將所有業務都置于IPv6平臺上。網絡過渡過程中的話音業務方案將會是多種方案的綜合并會因應用環境的不同而有所區別，運營商和服務提供商應根據實際情況加以選擇。

摘自《人民郵電報》

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